Unleashing the quadratic nonlinear optical responses of graphene by confining white-graphene (h -BN) sections in its framework

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 20, 2014, Pages 7464-7473

  Karamanis, Panaghiotis ^a   Otero, Nicolás ^a   Pouchan, Claude ^a  

^a Hélioparc Pau Pyrénées 2 Avenue du Président Angot   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BORON NITRIDE; COMMUNICATION;

CHARGE TRANSFER MECHANISMS; CONFIGURATION INTERACTIONS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY METHODS; HYPERPOLARIZABILITIES; INTERNAL NETWORK; NONLINEAR OPTICAL RESPONSE; SECOND-ORDER NONLINEAR OPTICAL; TIME-DEPENDENT DENSITY;

GRAPHENE;

GRAPHENE;

AB INITIO CALCULATION; ARTICLE; CONTROLLED STUDY; COWORKER; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DIPOLE; ELECTRIC ACTIVITY; HYPERPOLARIZATION; NONLINEAR OPTICAL RESPONSE; NONLINEAR SYSTEM; SURFACE PROPERTY;

EID: 84901045091     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja502631w     Document Type: Article

References (62)

1. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A.; Geim, A. K. Science 2004, 306, 666
2. Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6, 183
3. Bonaccorso, F.; Sun, Z.; Hasan, T.; Ferrari, A. C. Nat. Photonics 2010, 4, 611
4. Bao, Q.; Loh, K. P. ACS Nano 2012, 6, 3677-3694
5. Liu, Z.-B.; Zhao, X.; Zhang, X.-L.; Yan, X.-Q.; Wu, Y.-P.; Chen, Y.-S.; Tian, J.-G. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1972-1977
6. Zheng, X.; Feng, M.; Zhan, H. J. Mater. Chem. C 2013, 1, 6759
7. Wang, J.; Hernandez, Y.; Lotya, M.; Coleman, J. N.; Blau, W. J. Adv. Mater. 2009, 21, 2430
8. Wu, R.; Zhang, Y.; Yan, S.; Bian, F.; Wang, W.; Bai, X.; Lu, X.; Zhao, J.; Wang, E. Nano Lett. 2011, 11, 5159 2011
9. Li, W.; Chen, B.; Meng, C.; Fang, W.; Xiao, Y.; Li, X.; Hu, Z.; Xu, Y.; Tong, L.; Wang, H.; Liu, W.; Bao, J.; Shen, Y. R. Nano Lett. 2014, 14, 955
10. Avouris, P. Nano Lett. 2010, 10, 4285
11. Gu, T.; Petrone, N.; McMillan, J. F.; van der Zande, A.; Yu, M.; Lo, G. Q.; Kwong, D. L.; Hone, J.; Wong, C. W. Nat. Photonics 2012, 6, 554-559
12. Konishi, A.; Hirao, Y.; Matsumoto, K.; Kurata, H.; Kishi, R.; Shigeta, Y.; Nakano, M.; Tokunaga, K.; Kamada, K.; Kubo, T. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1430
13. Yoneda, K.; Nakano, M.; Fukuda, K.; Champagne, B. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 3338-3342
14. Yoneda, K.; Nakano, M.; Fukui, H.; Minami, T.; Shigeta, Y.; Kubo, T.; Botek, E.; Champagne, B. ChemPhysChem 2011, 12, 1697-1707
15. Yoneda, K.; Nakano, M.; Inoue, Y.; Inui, T.; Fukuda, K.; Shigeta, Y.; Kubo, T.; Champagne, B. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 17787
16. Boyd, R. W. Nonlinear Optics; Academic Press: San Diego, CA, 1992.
17. Zyss, J., Ed.; Molecular Nonlinear Optics: Materials, Physics and Devices; Academic Press: New York, 1994.
18. Saleh, B. E. A. Fundamentals of Photonics; Wiley: New York, 1991.
19. Kuzyk, M. G. Circuits Devices Mag. 2003, 3, 8755
20. Kanis, D. R.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. Chem. Rev. 1994, 94, 195-242
21. Yamuna, R.; Ramakrishnan, S.; Dhara, K.; Devi, R.; Kothurkar, N. K.; Kirubha, E.; Palanisamy, P. K. J. Nanopart. Res. 2013, 15, 1
22. Thompson, J.; Crossley, A.; Nellist, P. D.; Nicolosi, V. J. Mater. Chem. 2012, 22, 23246
23. Xu, Y.; Liu, Z.; Zhang, X.; Wang, Y.; Tian, J.; Huang, Y.; Ma, Y.; Zhang, X.; Chen, Y. Adv. Mater. 2009, 21, 1275
24. Liu, Z.-B.; Xu, Y.-F.; Zhang, X.-Y.; Zhang, X.-L.; Chen, Y.-S.; Tian, J.-G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 9681
25. Krishna, M. B. M.; Kumar, V. P.; Venkatramaiah, N.; Venkatesan, R.; Rao, D. N. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 081106
26. Zhou, Z.-J.; Liu, Z.-B.; Li, Z.-R.; Huang, X.-R.; Sun, C.-C. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 16282
27. Ma, F.; Zhou, Z.-J.; Liu, Y.-T.; Zhang, Y.-Z.; Miao, T.-F.; Li, Z.-R. Chem. Phys. Lett. 2011, 504, 211
28. Zhou, Z.-J.; Li, X.-P.; Ma, F.; Liu, Z.-B.; Li, Z.-R.; Huang, X.-R.; Sun, C.-C. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 2414-2419
29. Karamanis, P.; Pouchan, C. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 3134-3140
30. Karamanis, P.; Otero, N.; Pouchan, C. J. Mater. Chem. C 2013, 1, 3035
31. Karamanis, P.; Pouchan J. Phys. Chem. C 2013, 117, 721-724
32. Zyss, J.; Ledoux, I. Chem. Rev. 1994, 94, 77-105
33. Ayhan, M. M.; Singh, A.; Hirel, C.; Gürek, A. G.; Ahsen, V.; Jeanneau, E.; Ledoux-Rak, I.; Zyss, J.; Andraud, C.; Bretonnière, Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3655
34. Ci, L.; Song, L.; Jin, C.; Jariwala, D.; Wu, D.; Li, Y.; Srivastava, A.; Wang, Z. F.; Storr, K.; Balicas, L.; Liu, F.; Ajayan, P. M. Nat. Mater. 2010, 9, 430
35. Krivanek, O. L.; Chisholm, M. F.; Nicolosi, V.; Pennycook, T. J.; Corbin, G. J.; Dellby, N.; Murfitt, M. F.; Own, C. S.; Szilagyi, Z. S.; Oxley, M. P.; Pantelides, S. T.; Pennycook, S. J. Nature 2010, 464, 571
36. Levendorf, M. P.; Kim, C.-J.; Brown, L.; Huang, P. Y.; Havener, R. W.; Muller, D. A.; Park, J. Nature 2012, 488, 627
37. Liu, Z.; Ma, L.; Shi, G.; Zhou, W.; Gong, Y.; Lei, S.; Yang, X.; Zhang, J.; Yu, J.; Hackenberg, K. P.; Babakhani, A.; Idrobo, J.-C.; Vajtai, R.; Lou, J.; Ajayan, P. M. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 119-124
38. Gao, Y.; Zhang, Y.; Chen, P.; Li, Y.; Liu, M.; Gao, T.; Ma, D.; Chen, Y.; Cheng, Z.; Qiu, X.; Duan, W.; Liu, Z. Nano Lett. 2013, 13, 3439
39. Kim, S. M.; Hsu, A.; Araujo, P. T.; Lee, Y.-H.; Palacios, T.; Dresselhaus, M.; Idrobo, J.-C.; Kim, K. K.; Kong, J. Nano Lett. 2013, 13, 933-941
40. Zhao, R.; Wang, J.; Yang, M.; Liu, Z.; Liu, Z. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 21098
41. Shinde, P. P.; Kumar, V. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011, 84, 125401
42. Chang, C.-K.; Kataria, S.; Kuo, C.-C.; Ganguly, A.; Wang, B.-Y.; Hwang, J.-Y.; Huang, K.-J.; Yang, W.-H.; Wang, S.-B.; Chuang, C.-H.; Chen, M.; Huang, C.-I.; Pong, W.-F.; Song, K.-J.; Chang, S.-J.; Guo, J.-H.; Tai, Y.; Tsujimoto, M.; Isoda, S.; Chen, C.-W.; Chen, L.-C.; Chen, K.-H. ACS Nano 2013, 7, 1333
43. Bepete, G.; Voiry, D.; Chhowalla, M.; Chiguvare, Z.; Coville, N. J. Nanoscale 2013, 5, 6557
44. Zhi, L.; Müllen, K. J. Mater. Chem. 2008, 18, 1472-1484
45. Bultinck, P.; Ayers, P. W.; Fias, S.; Tiels, K.; Alsenoy, C. V. Chem. Phys. Lett. 2007, 444, 205
46. Hirshfeld, F. L. Theor. Chim. Acta 1977, 44, 129
47. Mandado, M.; González-Moa, M. J.; Mosquera, R. A. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1625
48. Mandado, M.; González-Moa, M. J.; Mosquera, R. A. J. Comput. Chem. 2007, 28, 127
49. Otero, N.; González Moa, M. J.; Mandado, M.; Mosquera, R. A. Chem. Phys. Lett. 2006, 428, 249
50. Otero, N.; M, J.; Mandado, M.; Mosquera Tettrahedron 2006, 62, 12204
51. Brunel, J.; Ledoux, I.; Zyss, J.; Blanchard-Desce, M. Chem. Commun. 2001, 10, 923
52. Brunel, J.; Mongin, O.; Jutand, A.; Ledoux, I.; Zyss, J.; Blanchard-Desce, M. Chem. Mater. 2003, 15, 4139
53. Brunel, J.; Jutand, A.; Ledoux, I.; Zyss, J.; Blanchard-Desce, M. Synth. Met. 2001, 124, 195-199
54. Grimme, S. J. Chem. Phys. 2006, 124, 034108
55. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Ö. Farkas; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, Revision C.01 and D.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
56. Maroulis, G. J. Chem. Phys. 1998, 108, 5432
57. Maroulis, G. J. Chem. Phys. 2003, 118, 2673-2687
58. Karamanis, P.; Maroulis, G. Chem. Phys. Lett. 2003, 376, 403
59. Martin, R. L. J. Chem. Phys. 2003, 125, 4775
60. Trani, F.; Scalmani, G.; Zheng, G. S.; Carnimeo, I.; Frisch, M. J.; Barone, V. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3304
61. Hirata, S.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 1999, 314, 291
62. Yoneda, K.; Matsui, H.; Fukuda, K.; Takamuku, S.; Kishi, R.; Nakano, M. Chem. Phys. Lett. 2014, 595-596, 220